Урок"Задачі на моногібридне схрещування"

Практична робота №1

Тема: Розв’язування типових задач з генетики. Моногібридне і дигібридне схрещування.

Мета: навчитися розв’язувати типові задачі з генетики, визначати характер успадкування (при моно- та дигібридному схрещуваннях), генотип та фенотип нащадків за генотипом батьківських форм і навпаки, а також прогнозувати можливість появи нащадків з паталогічними ознаками.

Теоретичне обгрунтування

Моногібридне схрещування – це схрещування форм, за якого простежується успадкування за однією парою алелей, при цьому форми відрізняються однією протилежною ознакою.

Оскільки всі гібриди першого покоління однакові, це явище стали називати першим законом Менделя,або законом одноманітності гібридів першого покоління. 

Другий закон Менделя: при схрещуванні двох гетерозиготних організмів, тобто гібридів, які аналізуються за однією парою альтернативних ознак, у потомстві спостерігається розщеплення за фенотипом у співвідношенні 3:1 і за генотипом у співвідношенні 1:2:1.

Цитологічною основою розчеплення є поведінка хромосом у мейозі. Його наслідком є також правило “чистоти гамет” суть якого полягає незмішуванні генів у зиготі, дискретний (переривчастий, відокремлений) прояв кожного гена у фенотипі.

Схрещування носить назву аналізуюючого, тому що воно дає можливість виявити гомо- чи гетерозиготність домінантного фенотипу. Наприклад схрещування: Р АА x аа, 

Гамети А а

F Аа не дає розчеплення, що говорить про гомозиготність домінантної форми.

Алгоритм розв’язання деяких задач

1. 
   Визначте домінантну й рецесивну ознаки за умовою задачі чи малюнком (якщо він додається).
2. 
   Введіть буквенні позначення домінантної і рецесивної ознак.
3. 
   Запишіть генотипи особин з рецесивною ознакою або особин з відомим за умовою задачі генотипом та їхні гамети.
4. 
   Запишіть передбачувані генотипи для особин, у яких гамети відомі, враховуючи при цьому таке:

а) один з генів успадковується від особини з рецесивною ознакою;

б) рецесивна ознака виявляється у гомозиготної особини;

в) третя фенотипна група виявляється за неповного домінування генів.

5. Складіть схему схрещування. Запишіть генотипи гібридів та їхні гамети в решітку Пеннета по горизонталі й вертикалі.

6. Запишіть генотипи потомства в клітинках перетину.

7. Визначте співвідношення фенотипів у поколіннях.


Хід роботи

Завдання 1. Моногібридне схрещування

Приклади розв’язування задач

Задача № 1. 

Скільки і яких (алелей) гамет утвориться у рослини томата з червоними плодами гетерозиготної за цією ознакою, яка має карликове стебло? Чому?

Розв’язання:

Гени першої пари алельних ознак (забарвлення плоду) позначити символами А і а, гени другого алеля (форми стебла) – символами В і в.

Визначити генотип томата. Рослина гетерозиготна за першим алелем – за забарвленням плоду, значить у кожній диплоїдній клітині у першій парі гомологічних хромосом одна несе домінантний ген А, друга – рецесивний ген а; за другим алелем рослина гомозиготна, значить у кожній її клітині друга пара гомологічних хромосом несе два однакових рецесивних гени вв. За наявності хоча б одного домінантного гена високого стебла В ця рослина не може мати низького – карликового стебла.

Генетична формула рослини 

Визначити гамети, що утворюються у цієї рослини. На підставі гіпотези чистоти гамет у особини з генотипом Аавв дозріває два сорти гамет: Ав і ав. Цитологічно це пояснюється механізмом мейозу: у диплоїдної клітини з генотипом Аавв 50 % гамет АВ (чи Ав?) і 50 % гамет ав.

Відповідь: два сорти гамет Ав, ав. Причина – механізм мейозу.

Задача № 2. 

Гомозиготний томат із круглими плодами схрестили з томатом, що має грушоподібну форму плодів. а) Яким буде за генотипом та фенотипом F₁? б) Яким буде потомство у F₂ від схрещування гібридів першого покоління між собою?

Розв’язання:

Фенотипи батьків Р

Генотипи батьків Р грушоподібні х округлі

аа АА

утворення гамет а а А А


генотипи гібридів F₁ Аа , Аа

Відповідь а): За генотипом усі гібриди гетерозиготні, за фенотипом – округлі плоди.

Фенотип F1

Генотип округлі х округлі

Аа Аа

Гамети А а А а

Генотип F₂ АА Аа Аа аа

Відповідь б): За генотипом гібриди F2 такі: ¼ гомозиготні за домінантним геном; ½ - гетерозиготні; ¼ - гомозиготні за рецесивним геном. За фенотипом гібриди F2 такі: ¼ мають грушоподібні плоди; ¾ - округлі плоди.

У результаті схрещування з тим самим чорним биком червона корова Зірка народила чорне теля, чорна корова Майка – чорне теля, а чорна корова Вишня – червоне теля. Що можна сказати про генотипи цих тварин?


^ Практичні завдання

Задача №1.

У вівса ген ранньостиглості домінує над геном пізньостиглості. Якого результату слід чекати від схрещування пізньостиглих рослин з гетерозиготними?

^ Задача №2.

У буряка від схрещування рослин з білими і червоними коренеплодами одержують рослини зі смугастими коренеплодами. Якого результату слід чекати від схрещування рослин, що мають смугасті і білі коренеплоди?

^ Задача №3. 

У людини кароокість визначється домінантним геном, а голубоокість – рецесивним. Який колір очей можуть мати діти у кароокого батька і голубоокої матері?


^ Задача №4. 

У людини ген полідактилії (шестипалість) домінує над нормальною будовою кисті. У сім’ї, де мати має нормальну кисть, а батько шестипалий, народилась дитина з нормальною будовою кисті. Які генотипи всіх трьох осіб?


^ Задача №5. 

Дві чорні самки схрещувались з коричневим самцем. У однієї самки половина потомства була чорним, а половина коричневим, а в другої всі мишенята були лише чорними. Які генотипи самок, самця і потомства?

^ Задача №6. 

Руде волосся – рецесивна ознака, неруде – домінантна. При яких шлюбах будуть народжуватись діти з імовірністю 100% з рудим волоссям? 50%? 25%? Складіть родоводи.

^ Задача №7.

Ген кароокості домінує над геном блакитноокості. Блакитноокий чоловік, батьки якого мали блакитні очі, одружився з кароокою жінкою, у батька якої були блакитні очі, а у матері - карі. Якого кольору очей можна очікувати у дітей цього шлюбу? Який генотип і фенотип вони матимуть? (р Аа х аа)

Задача № 8. Блакитноокий чоловік, обоє батьків якого мали карі очі, одружився з кароокою жінкою, у батька якої очі карі, а у матері - блакитні. Від цього шлюбу народився один блакитноокий син. Визначте генотипи кожного зі згаданих осіб.

^ Завдання 2. Дигібридне схрещування

Приклади розв’язування задач

Задача № 1. 

У люцерни забарвлення квіток обумовлюється комплементарною взаємодією двох генів А і В. При схрещуванні гомозиготних рослин із пурпурними та жовтими квітками у F₁ отримали 120 рослин із зеленими квітками, у F₂ – 192 рослини, із них 12 з білими квітками.

Скільки фенотипів і які можуть мати рослини у F₂? Скільки і які типи гамет утворює гетерозиготна рослина?

Скільки генотипів і які можуть мати рослини у F₂?

Скільки рослин з зеленими квітками можуть бути домінантними гомозиготами?

Скільки рослин у F₂ з жовтими квітками можуть бути гомозиготними? Вкажіть генотип.

Скільки рослин у F₂ з пурпурними квітками можуть бути гомозиготними за одним геном? Вкажіть генотип цих рослин.

Розв’язання

1. Запишемо умовні позначення генів:

А – ген, що обумовлює пурпурне забарвлення квітки;

В – ген, що обумовлює жовте забарвлення квітки;

а, в – гени, що не впливають на утворення пігменту (забарвлення квіток біле);

А + В – при взаємодії у одному генотипі обумовлюють зелене забарвлення квітки.

2. Запишемо схему схрещування та здійснимо аналіз нащадків:

Р ♀ААвв х ♂ ааВВ

G 100 % Ав аВ 100 %

Генотип F1 АаВв Дигетерозигота

Фенотип Зелене забарвлення квіток

Р ♀АаВв х ♂АаВв

Гамети 25 % АВ 25 % АВ

Ав 25 % Ав 25 %

25 % аВ 25 % аВ

ав 25 % ав 25 %

Відповідь:

4 фенотипи: біле забарвлення квіток; жовте забарвлення квіток; пурпурне забарвлення квіток; зелене забарвлення квіток.

9 генотипів: дигомозигота за домінантними генами; гомозигота за першою парою домінантних генів і гетерозигота за другою парою генів; дигомозигота за першою парою домінантних генів і за другою парою рецесивних генів; гетерозигота за першою парою генів і гомозигота за другою парою домінантних генів; дигетерозигота; гетерозигота за першою парою генів і гомозигота за другою парою рецесивних генів; дигомозигота за першою парою рецесивних генів і за другою парою домінантних генів; гомозигота за першою парою рецесивних генів і гетерозигота за другою парою генів; дигомозигота за рецесивними генами. 

12 рослин (ААВВ).

12 рослин (ааВВ).

12 рослин (ААвв). 

Задача № 2. Передбачають, що у людей карий колір очей домінує над блакитним, праворукість над ліворукістю.

Блакитноокий правша одружився з кароокою правшою. У них народилось двоє дітей — кароокий лівша і блакитноокий правша. Від другого шлюбу цього чоловіка з іншою кароокою правшею народилось 9 карооких дітей, всі правші. Які найімовірніші генотипи всіх трьох батьків? Визначте ймовірність гетерозиготності другої дружини.

^ Скорочений запис умови задачі:

Людина. Успадкування кольору очей і праворукості.

1. Р₁ кароок. правша х блакитноок. правша. 

F₁ блакитн. правша; кароок. лівша.

2. Р₂ кароок. правша х блакитноок. правша. 

F₂ 9 кароок. правшів.

Розв’язання

1. З умови А — карі, а — блакитні очі, В — праворукість, в — ліворукість, в генотипі чоловіка ааВ, а в генотипі обох жінок АВ.

2. Поява рецесивних ознак у дітей першої жінки свідчить про її гетерозиготність за обома генами і про гетерозиготність чоловіка по гену В, тобто генотип першої жінки АаВв, а генотип чоловіка ааВв.

3. Схема схрещування:

Р₁ ♀ АаВв × ♂ ааВв

Г АВ, Ав

аВ, ав

F₁ можливі генотипи народжених дітей: ааВ-; А-вв.

4. Оскільки всі дев'ять дітей другої жінки були кароокими правшами, досить ймовірно, що вона гомозиготна за обома генами, тобто її генотип ААВВ.

P₂ ♀ААВВ × ♂ааВв

Г АВ аВ, ав

F₂ АаВВ; АаВв

кароокі правші

5. Визначимо ймовірність гетерозиготності другої жінки: якщо вона гетерозиготна за ге-ном А, то в шлюбі з блакитнооким чоловіком (аа) з ймовірністю ½ у неї повинні народжува¬тись блакитноокі діти. Народження дітей і розподіл генів — події незалежні, відповідно ймовірність народження підряд 9 карооких дітей у цьому шлюбі дорівнює (½ )⁹ = 0,002. Якщо жінка гетерозиготна за геном В, то в шлюбі з гетерозиготним чоловіком ¾ дітей повинні бути праворукими, тобто ймовірність народження підряд 9 праворуких дітей — (¾ )⁹ = 0,08.

Відповідь. Генотип чоловіка ааВв, генотип першої жінки АаВв, генотип другої жінки ААВВ, гетерозиготність другої жінки практично виключена. 


^ Практичні завдання

Задача №1. 

Гени чорної і короткої шерсті мишей домінують над генами білої і довгої шерсті. Схрестили гомозиготних чорних довгошерстих та білих короткошерстих мишей. Яким буде потомство в обох зворотних схрещуваннях? 

^ Задача №2. 

Які ознаки матимуть гібридні томати, одержані внаслідок запилення рослин із червоними матовими плодами, пилком жовтоплідних томатів із прозорою шкірочкою? Яке потомство отримаємо внаслідок схрещування таких гібридів? Червоний колір і матова шкірочка плодів – домінантні ознаки, а жовтий колір і прозора шкірочка плодів – рецесивні. 

^ Задача №3. 

У кролика звичайна шерсть домінує над подовженою ангорською, стоячі вуха – над капловухістю. Схрестивши кролика зі звичайною шерстю і стоячими вухами та ангорського капловухого, у потомстві одержали 25% кроликів зі звичайною шерстю і стоячими вухами, 25% - зі звичайною шерстю, але капловухих, 25% - ангорських зі стоячими вухами і 25% - ангорських капловухих. Які генотипи батьків і гібридів?

^ Задача №4. 

У гороху гладенька форма насіння домінує над зморшкуватою, а високорослість – над низкорослістю. Обидві ознаки успадковуються незалежно. Схрестили дві гомозиготні рослини: високу зі зморшкуватим насінням і низькорослу – з гладеньким. Надалі гібриди розмножувалися самозапиленням. У F₂ одержали 1760 рослин. Визначте серед них ймовірну кількість високих рослин із гладеньким насінням?

^ Задача №5. 

Чорна масть корів домінує над рудою, а білолобість – над суцільним забарвленням голови. Протягом кількох років схрещували рудих білолобих корів із чорним чорноголовим бугаєм. Одержали: чорних білолобих телят – 160, чорних чорноголових – 154, рудих білолобих – 158. Визначте ймовірну кількість рудих рудоголових телят.

Задача №6. 

У людини деякі форми короткозорості домінують над нормальним зором, а карі очі – над блакитними. Гени обох пар знаходяться в різних хромосомах.

1. Яке потомство можна чекати від шлюбу гетерозиготних за обома ознаками батьків?

2. Яке потомство можна чекати від шлюбу чоловіка з нормальним зором і блакитними очима і дигетерозиготної жінки ? 

Задача №7. 

Чоловік із кучерявим волоссям і карими очима, родичі якого в ряді поколінь мали карі очі, одружується з жінкою, яка має пряме волосся й блакитні очі. Чи будуть у них діти й онуки з кучерявим волоссям і блакитними очима за умови, що діти одружуватимуться з людьми, у яких блакитні очі й пряме волосся? Кучеряве волосся не сповна домінує над прямим, гетерозиготи мають хвилясте волосся.

Задача №8. 

Одружується дівчина, хвора на цукровий діабет і короткозорий юнак. Які у них можуть бути діти, якщо юнак гомозиготний? Чи будуть у них цілком здорові онуки, якщо їхні діти одружаться з особинами, хворими на цукровий діабет і нормальним зором? Цукровий діабет – рецесивна ознака, короткозорість – домінантна ознака.